本书引入虚拟仿真技术，结合工程实际案例，介绍了三相异步电动机的常用电气控制电路的分析与设计，针对Factory IO中模拟真实工业环境的3D控制对象，详细讲解了西门子S7-1200 PLC控制系统的硬件电路、PLC控制程序和监控界面的设计方法，并进行了仿真运行与调试。本书具有以下特点：介绍了电气控制电路的工作过程，以及仿真运行和调试方法；讲解了S7-1200 PLC的工作原理、控制系统的硬件设计方法，对Factory IO中的物品输送等控制系统进行了I/O电路设计；围绕电动机控制虚拟场景，详细介绍了采用Portal V18进行PLC控制项目开发的程序设计流程，以及虚拟场景控制对象的调试方法；结合Factory IO中的物品输送系统、机械手系统、物品分拣系统、液位控制系统，详细讲解了S7-1200 PLC的基本指令系统、组织块及FB/FC编程、顺序控制程序设计方法、PID控制、HMI和PC系统的监控界面设计，并通过PLCSIM仿真器或硬件PLC对控制对象进行了仿真运行；介绍了配置S7-1200 PLC的步进电动机控制，以及S7-1200 PLC之间的网络通信。大部分思考题和习题选自Factory IO中虚拟场景实际对象，通过完成PLC程序设计和仿真调试练习，可培养读者解决工程问题的能力。 　　本书围绕工业场景的PLC控制项目案例，讲解了硬件电路设计与程序设计的方法，实现理论与实践、虚拟仿真与真实场景的结合，旨在全面提升读者的实践能力、创新意识和工程素养。本书不仅可作为普通高等院校自动化、电气工程及其自动化、机电等相关专业的教材，也可供电气控制类、机电类等工程技术人员参考。 　　（责任编辑邮箱：jinacmp@163.com）

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目录
前言
第1章常用低压电器
1.1常用低压电器的分类
1.2低压配电电器
1.3低压控制电器
1.3.1接触器
1.3.2中间继电器
1.3.3时间继电器
1.3.4速度继电器
1.4低压保护电器
1.4.1热继电器
1.4.2熔断器
1.5低压主令电器
1.5.1按钮
1.5.2行程开关
1.5.3接近开关
1.6低压信号电器
1.7低压执行电器
1.7.1电动机
1.7.2电磁阀
思考题与习题
第2章三相异步电动机控制电路
2.1电气控制电路设计规范
2.1.1常用电气图形符号和文字符号
2.1.2电气控制电路图的绘制原则
2.2三相异步电动机点动和自锁控制电路及仿真
2.2.1点动控制电路
2.2.2自锁控制电路
2.2.3自锁控制电路的仿真调试
2.2.4自锁控制电路的低压电器选型
2.2.5点动与连续混合控制电路
2.3三相异步电动机正反转控制电路及仿真
2.3.1正反转控制电路
2.3.2正反转控制电路仿真调试
2.4三相异步电动机自动往返控制电路
2.4.1自动停止控制电路
2.4.2自动往返控制电路
2.5三相异步电动机顺序控制电路
2.5.1按动作原则顺序起停的控制电路
2.5.2按时间原则顺序起动的控制电路
2.6三相异步电动机的减压起动控制电路
2.6.1星形-三角形减压起动控制电路
2.6.2软起动器控制电路及仿真
思考题与习题
第3章S7-1200 PLC硬件系统
3.1西门子PLC家族
3.2S7-1200 PLC的组成与工作原理
3.2.1S7-1200 PLC的硬件组成
3.2.2S7-1200 PLC的CPU模块
3.2.3S7-1200 PLC的工作原理
3.3信号模块与信号板
3.4通信接口模块
3.5S7-1200 PLC硬件接线
3.5.1CPU模块的接线
3.5.2数字量模块的接线
3.5.3模拟量模块的接线
3.6S7-1200 PLC控制的硬件电路设计实例
3.6.1物品输送系统控制电路设计
3.6.2机械手控制电路设计
3.6.3物品分拣控制电路设计
3.6.4液位控制电路设计
思考题与习题
第4章Portal V18与Factory IO
4.1Portal V18软件安装
4.1.1Portal V18软件概述
4.1.2Portal V18软件安装
4.2三相异步电动机自锁控制PLC程序设计流程
4.2.1项目创建与设备组态
4.2.2三相异步电动机自锁控制编程
4.2.3PLCSIM仿真器与硬件PLC
4.2.4运行监控与Traces图
4.2.5项目归档
4.3虚拟工厂3D仿真软件Factory IO
4.3.1Factory IO的虚拟工厂3D场景
4.3.2西门子PLC控制Factory IO箱子输送场景
思考题与习题
第5章S7-1200 PLC的基本指令系统
5.1S7-1200 PLC编程基础
5.1.1S7-1200 PLC的存储器
5.1.2S7-1200 PLC的数据类型
5.1.3S7-1200 PLC系统存储器的寻址
5.2S7-1200 PLC编程语言
5.2.1梯形图
5.2.2功能块图
5.2.3高级文本化编程语言
5.2.4因果矩阵
5.3物品输送系统的位逻辑运算指令
5.3.1触点和线圈指令
5.3.2置位和复位指令
5.3.3置位优先和复位优先触发器指令
5.3.4上升沿和下降沿指令
5.4物品输送系统的定时器操作指令
5.5物品输送系统的计数器操作指令
5.6物品输送系统的数据处理与运算指令
5.6.1比较操作指令
5.6.2数学函数指令
5.6.3移动操作指令
5.6.4转换操作指令
5.6.5字逻辑运算指令
5.6.6移位和循环指令
5.7物品输送系统程序控制指令
思考题与习题
第6章S7-1200 PLC程序块
6.1组织块程序设计
6.1.1组织块
6.1.2循环中断示例
6.1.3硬件中断示例
6.2物品输送电动机控制FB程序设计
6.2.1电动机控制的FB编程与调用
6.2.2多重实例DB的FB电动机控制程序
6.3物品输送电动机控制FC程序设计
6.3.1电动机控制无形参FC编程
6.3.2电动机控制有形参FC编程
思考题与习题
第7章S7-1200 PLC顺序控制程序设计
7.1顺序控制设计法
7.2顺序功能图组成
7.3顺序功能图的编程方法及基本结构
7.3.1顺序功能图的编程方法
7.3.2物品输送系统的单序列顺序控制
7.3.3物品输送系统的选择序列顺序控制
7.3.4物品输送系统的并行序列顺序控制
7.4顺序控制应用实例
7.4.1机械手控制程序设计
7.4.2物品分拣控制程序设计
思考题与习题
第8章模拟量处理与PID控制
8.1模拟量设备组态
8.2模拟量处理程序
8.3PID指令
8.4液位PID控制程序设计
思考题与习题
第9章步进电动机控制
9.1步进驱动系统
9.1.1步进电动机
9.1.2步进驱动器
9.1.3步进驱动系统
9.2步进电动机控制的组态与调试
9.2.1CPU模块的PTO设置
9.2.2轴工艺对象组态
9.2.3轴工艺对象调试
9.3步进电动机控制指令及应用
思考题与习题
第10章S7-1200 PLC通信
10.1SIMATIC S7-1200 PLC的通信概述
10.1.1S7-1200 PLC的以太网通信概述
10.1.2S7-1200 PLC的串口通信概述
10.1.3PROFIBUS DP通信口
10.1.4其他通信
10.2S7-1200 PLC之间的S7通信
10.2.1同一项目S7-1200 PLC之间的S7通信
10.2.2不同项目S7-1200 PLC之间的S7通信
10.3S7-1200 PLC之间的PROFINET IO通信
10.3.1同一项目S7-1200 PLC之间的PROFINET IO通信
10.3.2不同项目S7-1200 PLC之间的PROFINET IO通信
思考题与习题
第11章监控界面设计
11.1西门子精简系列面板
11.2电动机自锁控制的KTP700触摸屏界面设计
11.3机械手HMI界面的设计与仿真
11.3.1界面组态的准备工作
11.3.2监控界面设计
11.3.3用户密码登录界面
11.3.4机械手控制系统监控界面及仿真
11.4液位控制PC系统监控界面设计与运行
11.4.1界面组态的准备工作
11.4.2监控界面设计
11.4.3PC系统监控运行
思考题与习题
参考文献